Twintig jaar geleden kwamen onze zuiderburen aan de KU Leuven met een studie genaamd ‘Caffeine counteracts the ergogenic action of muscle creatine loading’ [1]. Ontzettend kut natuurlijk. Iedereen houdt van creatine en iedereen houdt van hun cafeïneverrijkte dranken. En nu moeten we kiezen?! Nee, natuurlijk niet. In dit artikel ga ik namelijk uiteenzetten waarom je cafeïne en creatine wel gewoon naar hartelust samen kunt nemen en je dus niet hoeft te kiezen.
Wat deden ze precies in die creatine & cafeïne-studie?
Vandenberghe en zijn collega’s aan de KU Leuven hadden gehypothetiseerd dat cafeïne de opname van creatine door de spiercellen weleens zou kunnen verbeteren en daardoor tot een hogere creatineconcentratie in de cellen zou leiden. Ze hadden best een goede reden om dit te denken. Het creatinetransport langs de celmembranen wordt verzorgd door een natriumafhankelijke transporter. Natrium is in een hoge concentratie aanwezig buiten de cel en in een lage binnen de cel. Hierdoor heeft natrium de ‘neiging’ om naar binnen te stromen en valt hier energie uit te putten. Dit is goed te vergelijken met een stuwdam. Aan de ene kant van de dam komt het water hoger dan aan de andere kant van de dam en wil het water dus naar beneden stromen. Hier kunnen wij mooi energie uithalen. Om creatine in een cel te krijgen is energie benodigd, en deze energie kan dus mooi geput worden uit dit concentratieverschil van natrium. En dat doet de creatinetransporter dan ook. En des te groter dit concentratieverschil is, des te beter doet de creatinetransporter zijn ding. Maar wat heeft cafeïne hiermee te maken? Cafeïne stimuleert de natrium-kaliumpompactiviteit [2]. Natriumkaliumpompen gebruiken energie afkomstig van ATP om natrium de cel uit te pompen en kalium de cel in. Als die pompen dus wat harder hun best gaan doen, wordt het concentratieverschil van natrium tussen binnen en buiten de cel wat groter en stimuleert dit de activiteit van natriumafhankelijke transporters zoals de creatinetransporter. Dus in een notendop:
Cafeïne -> verhoogde natrium-kaliumpompactiviteit -> vergroot natriumgradiënt -> verhoogde creatinetransporteractiviteit -> meer creatine in je spiercellen -> $$$.
Om dit dus te toetsen hadden de onderzoekers negen gezonde jonge mannen gevonden. Deze werden vervolgens willekeurig toegewezen aan één van drie groepen. Een placebogroep, een creatinegroep, of een creatine & cafeïnegroep. De placebogroep kreeg zes dagen lang een placebo (glucose), de creatinegroep kreeg zes dagen iedere dag 0.5 gr/kg lichaamsgewicht creatine en de creatine & cafeïnegroep kreeg eveneens zes dagen iedere dag 0.5 gr/kg lichaamsgewicht creatine + 5 mg/kg lichaamsgewicht cafeïne de laatste drie dagen van deze zes. Vervolgens werd er na de laatste suppletiedag een spierbiopt afgenomen om de ATP- en creatinefosfaatconcentratie in de spier te bepalen en ook werd er een fysieke test afgenomen. De fysieke test bestond uit 3x 30 snelopvolgende knie-extensies, gevolgd door 2 minuten rust, gevolgd door 4x 20 snelopvolgende knie-extensies, gevolgd door 2 minuten rust, gevolgd door 5x 10 snelopvolgende knie-extensies. Bij de knie-extensies maten de onderzoekers de dynamische spierkoppel. Vervolgens was er een rustperiode (Eng.: washout period) van drie weken en werden de mannen ingedeeld in een andere groep, etc.
Wat vonden ze? 1) De creatinefosfaatconcentratie in de spier verschilde niet significant tussen de creatine en de creatine & cafeïnegroep, en 2) de dynamische spierkoppel was significant gestegen in de creatinegroep t.o.v. de placebogroep, maar niet in de creatine & cafeïnegroep. Hoe kan dat nou? Enkele jaren later kwamen Hespel en zijn collega’s, eveneens van de KU Leuven, met een mogelijk antwoord [3]. Creatine en cafeïne zouden een tegengestelde werking op de relaxatietijd van de spier hebben. Wanneer je je spier aanstuurt om samen te trekken wordt er een signaal voortgeleid langs een motorneuron naar de spiercellen die vervolgens depolariseren en een fuckload aan calcium uit een celorganel genaamd het sarcoplasmatisch reticulum in de cel storten. Hierdoor stijgt de calciumconcentratie in de spiercel enorm en dit zet de spiercontractie in gang. Als er geen nieuw signaal komt van het motorneuron wordt het calcium weer netjes teruggepompt in het sarcoplasmatisch reticulum waardoor de spier weer ontspant. De tijd die hiervoor benodigd is heet de relaxatietijd. Creatine verkort deze [4] en de combinatie met cafeïne doet dit dus weer kennelijk teniet [3].
Wat er mis was met de eerste studie en waarom die relaxatietijd niet boeit
Er was veel kritiek op de rustperiode van slechts drie weken die Vandenberghe et al. hanteerden. Het kan namelijk tot wel 6 weken duren voordat de creatineconcentratie weer op het basale niveau is. Maar in de studie was ook de creatinefosfaatconcentratie gemeten, en de waardes op dag 1 van de drie groepen verschilden nauwelijks van elkaar. Het is hierdoor totaal niet aannemelijk dat dit de resultaten zo heeft beïnvloed. Wat echter wel een groot hekelpunt is in mijn ogen is de volgende zin:
The last dose of caffeine preceded the measurements on day 8 by at least 20 h.
De deelnemers kregen dus drie dagen lang veel cafeïne, vervolgens minstens 20 uur noppes, en toen mochten ze gaan presteren. Dan voel je je toch gewoon kut? Symptomen van cafeïneonthouding treden op binnen 12-24 uur met de kutheidspiek tussen de 20 en 51 uur [5]. En de kutheid van de symptomen neemt ook toe met de hoeveelheid cafeïne die je nam voordat je stopte met je cafeïneinname. Met 5 mg/kg lichaamsgewicht aan cafeïne (zoals in de studie) zit je bijv. al aan 400 mg als je 80 kg weegt en symptomen kunnen al optreden vanaf 100 mg per dag. Kortom, de studie liet vooral zien dat je kutter gaat presteren als je je cafeïne, die je normaal wel binnenkrijgt, niet binnenkrijgt.
En die relaxatietijden? Die zijn alleen boeiend bij dingen als sprinten of andere oefeningen waarbij er een hele snelle wisseling moet plaatsvinden tussen contractie en ontspanning van de spier. Niet bij het zwoegen in de sportschool. Die relaxatietijd is ruwweg iets van 100 ms en creatine weet daar zo’n 20 ms van af te snoepen. Simpel gezegd houdt dit in dat je spier hierdoor 20 ms meer de tijd heeft om ATP te hergenereren. Bij snel achterelkaar opvolgende contracties kan dat een redelijk verschil maken. Als ik zo snel Google maakt Usain Bolt 41 stappen in zijn 100 meter sprint waar hij minder dan 10 seconden over doet. Hij doet dus nog geen 250 ms over 1 stap, je kunt je voorstellen dat in zo’n situatie waarbij contracties elkaar supersnel opvolgen 20 ms aan extra tijd om ATP te hergenereren een redelijk verschil is. Daarnaast zal het je loopgang technisch gezien misschien ietwat bevorderen met dergelijke snelheden, omdat de vertraging tussen het stoppen van het contractiesignaal en de daadwerkelijke relaxatie van de spier verkleint. Nu is dit een redelijke oversimplificering en er zitten wat haken en ogen aan wat ik hier net heb neergepend, maar daar komt het ruwweg op neer. Ook leent dit zich perfect om de vergelijking te trekken naar het gewichtheffen in de sportschool. Contracties volgen zich daar, in de meeste schema’s, niet razendsnel op. Een verkorting van 20 ms op de relaxatietijd ga je daarmee simpelweg niet merken. Bovendien is dit slechts 1 van de mechanismen waardoor creatine doet wat het doet. De belangrijkere mechanismen. De functie ervan als temporele en spatiele energiebuffer blijft gewoon gewaarborgd, alsook de vochtretentie (al dan niet gewenst) en naar alle waarschijnlijkheid ook de effecten die hieruit voortvloeien op genexpressie en satellietcelactiviteit. Tot slot van rekening laten Hespel et al. nog het volgende zien:
It is intriguing that short-term caffeine supplementation (5 mg/kg/day for 3 days before the posttest) but not acute caffeine intake (5 mg/kg bolus 1 h before the posttest) impaired muscle relaxation. The last dose of caffeine during the Caf protocol preceded the experiments by at least 20 h.
Dus dat tegengestelde effect op de relaxatietijd vindt ook alleen plaats als je besluit opeens >20 u geen cafeïne meer te nuttigen.
Het is dan ook niet verwonderlijk dat talloze andere studies waarbij creatine en cafeïne samen in een multi-ingredientsupplement zaten wel consequent ergogene effecten toonden, alsook wanneer creatine werd ingenomen met koffie of thee [6].
Conclusie
Wat mij betreft is het vrij simpel. Creatine en cafeïne kun je prima samen nemen. Zorg er alleen in alle gevallen voor dat je niet langer dan 12 uur geen cafeïne in je mik hebt gehad (tenzij je überhaupt nooit cafeïne neemt), want daar wordt niemand vrolijk of een betere atleet van. Dus blijf vooral consequent je cafeïne nuttigen.
Referenties
- Vandenberghe, K., et al. “Caffeine counteracts the ergogenic action of muscle creatine loading.” Journal of applied physiology 80.2 (1996): 452-457.
- Lindinger, M. I., R. G. Willmets, and T. J. Hawke. “Stimulation of Na+, K+‐pump activity in skeletal muscle by methylxanthines: evidence and proposed mechanisms.” Acta physiologica scandinavica 156.3 (1996): 347-353.
- Hespel, Peter, B. Op‘t Eijnde, and Marc Van Leemputte. “Opposite actions of caffeine and creatine on muscle relaxation time in humans.” Journal of Applied Physiology 92.2 (2002): 513-518
- Van Leemputte, Marc, K. Vandenberghe, and Peter Hespel. “Shortening of muscle relaxation time after creatine loading.” Journal of Applied Physiology 86.3 (1999): 840-844.
- Juliano, Laura M., and Roland R. Griffiths. “A critical review of caffeine withdrawal: empirical validation of symptoms and signs, incidence, severity, and associated features.” Psychopharmacology 176.1 (2004): 1-29.
- Trexler, E. T., and A. E. Smith-Ryan. “Creatine and Caffeine: Considerations for Concurrent Supplementation.” International journal of sport nutrition and exercise metabolism (2015).